浅谈旋挖桩工艺在重庆开山回填地区的应用

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摘要：重庆地区地貌以丘陵、山地为主，坡地面积较大，有“山城”之称，地质情况复杂，地下水位不确定，主要为各类岩石，长年来一直采用人工挖孔桩和冲击成孔灌注桩的施工方法进行施工，靠人工挖土的方式成孔，安全风险大，冲击成孔灌注桩效率低。近两年才引进旋挖钻桩基，旋挖桩高效、环保、安全的优势得到公认。下面以我们在重庆市长寿化工园区的一个工程实例，介绍旋挖钻孔灌注桩施工在重庆地区的应用。

关键词：地基处理、强夯、旋挖钻机；工艺；优点；局限性；应用；发展

中图分类号：TU433文献标识码： A

1、工程概况

本项目工程，工程建筑面积50万平方米左右，回填厚度为4米至12米，先用强夯法对全地基进行预加固处理。目的是对现场的砂岩碎块、粘性土及少量混凝土碎块进行强夯、破碎，土体重新组合，提高地基土的强度，且对土体压缩，减少地基整体不均匀沉降，然后进行工程桩的施工。

旋挖钻孔灌注桩工程桩基桩数量3000根左右，桩长10米至20米，进中风化沙质泥岩2米，桩径Φ1000、桩径Φ1200。

原设计桩基采用人工挖孔桩，考虑到现场施工工作量大，大量的人工挖孔，安全风险大、施工效率低、工期时间长，试桩用旋挖机钻孔，速度快，经强夯后，成孔效果非常好，没有踏孔，变更为旋挖钻孔灌注桩。

2、建设地点

重庆市长寿化工园区

3、工程地质条件

3.1地形地貌

现场已基本整平，地势较平坦；地区地面高程290.56~298.13m，相对高差7.57m，地形坡度3～7°，场区原地貌多为耕地、茅草地、鱼塘及部分居民用地等分布。重庆长寿化工园区统一进行了场地平整，回填土主要由含量不均的泥岩砂岩碎块、粘性土及少量混凝土碎块等组成。填土时随意抛填堆放而成，排列杂乱，呈松散~稍密状，未经分层碾压，结构松散，密实性差异大。

3.2工程地质概况

根据野外钻探，结合室内土工试验，场地地层自上而下为：

0 层（Qml），素填土：褐黄～黄褐色，由场地平整时抛填堆放而成，主要由含量不均的泥岩砂岩碎块、粘性土及少量混凝土碎块等组成，直径约5~30cm。填土时随意抛填堆放而成，排列杂乱，呈松散~稍密状，未经分层碾压，结构松散，密实性差异大。填土年限3 年余。普遍分布。

1A 层（Q4al），粉质粘土：黄褐色，含少量氧化铁，局部地段底部夹灰黄色细砂。软塑~可塑。中等压缩性。局部分布。

3A 层（J2s），强风化砂质泥岩（Ms）：棕红色，侏罗系中统沙溪庙组，裂隙发育，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

3B 层（J2s），中风化砂质泥岩（Ms）：棕红色，局部为灰白色砂岩，岩体基本质量等级Ⅳ~Ⅴ级。

3.3水文地质概况

本场地地下水属短时上层滞水，主要赋存于0 层素填土中，补给来源主要为大气降水，排泄方式有蒸发和渗流。

各钻孔内水位受降水量和上覆填土层渗透性影响，水位起伏明显。

勘察期间测得的地下水初见水位埋深1.66~8.88m；地下水稳定水位埋深1

场地内整体宏观水位和含水量受季节性降雨量影响较大。下伏基岩为相对隔水层。

4、强夯预处理

地基承载力特征值不小于180KPa，压缩模量不低于10MPa。强夯加固后本场地地面标高见场地地坪标高。

4.1按变形控制原则进行设计，确保地基加固处理后建筑物的沉降和不均匀沉降符合国家现行规范要求和设计要求；

4.2根据不同有效加固深度，对整个场地划分为4个能级施工区域，分别采用四种不同能级进行加固处理：夯击能分别选用2000kN・m；4000kN・m；6000kN・m；8000kN・m；

5、旋挖钻孔灌注桩

5.1 机械设备选择2.4型，8台机械放旋挖机及配套设备。工期四个月。

5.2由于钻孔灌注桩属于非挤土桩，可以不考虑其挤土效益对邻桩的影响，可只考虑工序的衔接，即成孔、钢筋笼安放、混凝土灌注，同时考虑施工设备之间的摆放，即桩机、吊车、混凝土运输车的摆放。当桩间距小于3.5D（D为桩直径）时，需采取跳打或间歇施工等措施防止串孔。

5.3 施工工艺

5.3.1桩机就位

工序负责人对桩位进行核对，钻头中心与桩位中心偏差不得超过20mm，符合要求偏差后方可进行钻孔施工。

5.3.2钻孔。

（1）表层填土成孔时，应低速度钻进，因土层为五至十二米的回填土，强夯后土体密实，又因地下水位较低，采用干钻孔成孔。

（2）进入基岩后，应采用大功率、低频率钻进，当发现成孔偏移时，应回填片石至偏孔上方300～500 处，然后重新钻孔；

（3）当遇到孤石时，可采用高低频率交替钻进，每钻入0.5m取出岩芯，以免卡住钻头；

（4）应采取有效的技术措施防止扰动孔壁、塌孔、扩孔、卡钻和掉钻及泥浆流失等事故

5.3.3护壁

（1）而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。

（2）如遇流沙，应采取低速钻进配以大比重泥浆，以防漏浆、塌孔，施工过程中关注孔内泥浆面的变化，发现问题及早采取措施（如添加粘土）。

5.3.4清孔

（1）钻头钻至设计持力层深度后，为保证灌注混凝土质量，必须清除孔内沉渣

（2） 清孔方法采用捞渣桶清孔及正循环泥浆清孔等方法，即当钻头钻至设计深度后，先将钻头提出孔外，使用捞渣桶进行反复捞渣清孔，把孔内二次悬浮的大量残渣、泥浆替换出来。

5.3.4安放钢筋笼

（1）清孔结束应立即吊放钢筋笼，安放导管，及时灌注混凝土。灌注前应重新测量泥浆参数及沉渣厚度，如超标须进行二次清孔。

6. 旋挖桩适用地层范围

6.1适用于砂岩、灰岩、花岗岩为持力层。

6.2适用于钻进强风化泥岩、中风化泥岩、中风化沙岩、黏土层、砂层、淤泥质等地层中；

6.3对于进入硬岩施工，一般在单轴抗压强度30MPa以下硬岩中成孔速度较理想；

6.4软弱地层成孔速度较快，如有塌孔情况可采用套管跟管钻进或钢护筒护壁的方法处理。

7、结论

重庆地区为山区，大多为开山填洼地段，地下土夹石的地质环境，对桩基施工的选择方法受限，多为人工挖孔桩和冲击钻孔桩的成孔方式。此项目成功的完成，充分展现了旋挖钻孔灌注桩安全、可靠、施工效率高的优势。对大面积施工辅以强夯预处理，效果更加良好。